Alterations of white matter integrity in adults with major depressive disorder: a magnetic resonance imaging study

Alterations of white matter integrity in adults with major depressive disorder: a magnetic resonance imaging study

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J Psychiatry Neurosci 2008;33(6):525-30

Ke Zou, MD; Xiaoqi Huang, MD; Tao Li, MD, PhD; Qiyong Gong, MD, PhD; Zhe Li, MD; Luo Ou-yang, MSc; Wei Deng, MD; Qin Chen, MD; Chunxiao Li, MSc; Yi Ding, MD; Xueli Sun, MD

Zou, Huang, T. Li, Z. Li, Deng, Ding, Sun — Mental Health Center; Huang, Gong — Huaxi MR Research Center (HMRRC), Department of Radiology; T. Li — Psychiatric Laboratory and Department of Psychiatry, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, P.R. China; T. Li — State Key Laboratory of Biotherapy, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, P.R. China, and the Division of Psychological Medicine, the Medical Research Centre Social, Genetic and Developmental Psychiatry (MRC SGDP) Centre, Institute of Psychiatry, London, UK; Ou-yang, C. Li — School of Life Science and Technology, University of Electronic Science and Technology of China; Chen — Department of Neurology, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan, P.R. China

Abstract

Objective: The purpose of our study was to investigate alterations of white matter integrity in adults with major depressive disorder (MDD) using magnetic resonance imaging (MRI).

Methods: We performed diffusion tensor imaging with a 3T MRI scanner on 45 patients with major depression and 45 healthy controls matched for age, sex and education. Using a voxel-based analysis, we measured the fractional anisotropy (FA), and we investigated the differences between the patient and control groups. We examined the correlations between the microstructure abnormalities of white matter and symptom severity, age of illness onset and cumulative illness duration, respectively.

Results: We found a significant decrease in FA in the left hemisphere, including the anterior limb of the internal capsule and the inferior parietal portion of the superior longitudinal fasciculus, in patients with MDD compared with healthy controls. Diffusion tensor imaging measures in the left anterior limb of the internal capsule were negatively related to the severity of depressive symptoms, even after we controlled for age and sex.

Conclusion: Our findings provide new evidence of microstructural changes of white matter in non–late-onset adult depression. Our results complement those observed in late-life depression and support the hypothesis that the disruption of cortical– subcortical circuit integrity may be involved in the etiology of major depressive disorder.

Résumé

Objectif : L’étude visait à enquêter sur des altérations de l’intégrité de la matière blanche chez les adultes atteints d’un trouble dépressif majeur (TDM) en utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM).

Méthodes : Nous avons procédé à une imagerie du tenseur de diffusion au moyen d’un appareil IRM 3T sur 45 patients atteints de dépression majeure et 45 participants témoins en bonne santé appariés selon l’âge, le sexe et l’éducation. Nous avons effectué une analyse voxel par voxel pour mesurer l’anisotropie fractionnelle (AF) et nous avons étudié les différences entre les patients et les participants témoins. Nous avons examiné les liens entre les anomalies microstructurelles de la matière blanche et la gravité des symptômes, l’âge à l’apparition de la maladie et la durée cumulative de celle-ci respectivement.

Résultats : Nous avons constaté une diminution importante de l’AF dans l’hémisphère gauche, y compris le segment antérieur de la capsule interne et le lobule pariétal inférieur du faisceau longitudinal supérieur chez les patients examinés par TDM comparativement aux participants témoins en bonne santé. On a établi un lien négatif entre les mesures d’imagerie du tenseur de diffusion dans le segment antérieur gauche de la capsule interne et la gravité des symptômes de dépression, même après avoir tenu compte de l’âge et du sexe.

Conclusion : Nos constatations produisent de nouvelles preuves de changements microstructurels de la matière blanche dans les cas de dépression d’apparition non tardive chez l’adulte. Nos résultats complètent ceux qu’on a observés dans les cas de dépression de fin de vie et appuient l’hypothèse selon laquelle la perturbation de l’intégrité du circuit cortical–sous-cortical joue un rôle dans l’étiologie du trouble dépressif majeur.


Medical subject headings: depressive disorder, major; magnetic resonance imaging; brain diseases.

Competing interests: None declared.

Submitted Aug. 9, 2007; Revised Jan. 13, Feb. 27, 2008; Accepted Mar. 28, 2008

Contributors: Drs. Zou, Huang, T. Li, Gong and Xueli designed the study. Drs. Zou and Ding acquired the data, which Drs. Zou, Huang, Z. Li, Deng and Chen, Ms. Ou-yang and Mr. C. Li analyzed. Dr. Zou wrote the article. All authors reviewed the article and gave final approval for its publication.

Acknowledgements: This study was supported by a grant (# 2004BA720A21-01) awarded to Dr. Xueli Sun by the Key Technologies R&D Program, and by a grant (# 30530300) awarded to Dr. Tao Li by the Chinese National Natural Science Foundation (TL).

Correspondence to: Dr. X. Sun, Mental Health Center, West China Hospital of Sichuan University, Wai Nan Guo Xue Lane 37#, Chengdu, 610041, Sichuan, P.R. China; fax 0086-28-8542-2740; sunxueli58@163.com